基于SPOC的Python语言程序设计课程思政案例设计

刘哲，张岩，刘立群

（沈阳师范大学计算机与数学基础教学部，辽宁 沈阳 110034）

0 引言

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，高校要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人；要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应[1]。

计算机通识课程是面向高校学生开设的技能型课程，是培养学生计算思维[2-4]、信息素养和创新能力[5]的重要课程。Python 语言具有简单易学、功能强大、高效灵活等优点，基于Python语言程序设计课程培养学生的信息素养和创新能力已成为研究热点。

国内外专家对Python 语言程序设计课程进行了多方面的探索和研究[6-9]，包括交互式在线教学、系统评估与反馈、模块化教学以及围绕教学展开的能力建设等方面的研究。然而，对于网络思政教学案例教学的讨论甚少。

Python 语言程序设计课程教学团队积极探索课程改革的新思路、新方法，设计合适的教学案例，充分调动学生的参与意识，在潜移默化中拓宽学生视野，提升学生素养，增进学生对自身、对社会、对国家的深刻了解，设置10个短小精练的教学案例，贯穿了社会主义核心价值观。

1 基于SPOC 的Python 语言程序设计的总体规划

1.1 SPOC模式实现多样化教学

SPOC（Small Private Online Course）形式进行教学，以学生为中心，注重培养学生的学习能力和实践能力[10]。课程采用SPOC 混合学习模式，设置不同主题的基本实验，有效延伸教学广度和深度。韩绍程等人[11]指出，将课程评定分数相对“均匀”和“明确”地分布在学生参与课程学习的各个环节，有利于调动学生学习的积极性，提高学生的学习兴趣。课程将不同主题的教学与实验案例，实验成绩包括线上学习分、线上作业分、线上讨论分、线下展示评价分等。采用基于SPOC 的混合教学模式进行教学，有效提升学生“自主学习、团队协作、融合创新”能力。

1.2 Python语言程序设计的总体规划

从思政课程到课程思政，教师在认识上要确立思政教育不仅仅是思政教师的事，是所有教师职责内的事[12]。本课程思政建设的核心与灵魂遵循四个字“润物无声”，通过多年的教学实践，结合Python语言程序设计课程的教学特点，论文从以史为鉴、社会热点、人才人格培养三个主要方面进行设计，如图1所示。将思政元素融入程序设计中，做到了课程思政与科学知识传授的完美融合。创新性地突出了鲜明的时代需求，培育学生具备精益求精的工匠精神、社会主义核心价值观、家国情怀与责任担当、美育与人文素养等。

图1 课程案例设置

2 以史为鉴，开展思政教学

兴趣是最好的老师，只有学生对教学内容感兴趣时，才能学得最好[13]。

通过学生感兴趣的三国演义故事，选取部分代表性的历史人物与事件，编写与之相关的程序案例。

2.1 刘备称帝，德才兼备

立德树人是高校立身之本，所有课堂都有育人功能[14]。因此，思政案例首选刘备。

刘备曰：“惟贤惟德，能服于人”。以德服人，德行第一重要，如果不具备则不必考虑其他元素。案例设置，刘备成功秘诀，即品德与才能同时具备可以称帝，假设五级为基础。运用逻辑运算符“与运算”设置了两个命题之间判断关系。

语句：

if int(input(“请输入品德级数:”))>=5 and int(input(“请输入才气级数:"))>=5)：

print(“建立蜀汉政权")

“与运算”需要注意的是，如果前面条件不满足，则后面条件不必判断，结论不成立。

通过案例引导学生学习刘备德才兼备。新时代青年要迎难而上，择难而胜。

2.2 关羽忠义无双，使命担当

关羽，忠义无双，使命担当。关羽带着二位皇嫂，离开曹操，千里走单骑，过五关、斩六将，终于见到刘备。案例设置，关羽过五关或者斩六将的条件满足一个即可通关。运用逻辑运算符“或运算“并结合双分支语句判断两个命题之间的关系。

语句：if int(input(“请输入打败关数：")>=5 or int(input(“请输入打败将数："))>=6):

print(“闯关成功")

else:

print("继续努力")

通过案例引导学生学习关羽忠义无双，使命担当。新时代青年要忠于祖国、忠于党。

2.3 庞统失败，刚愎自用

庞统与刘备进取川中时，庞统不听从诸葛亮劝阻，攻雒城且临行前换了刘备的白马，进至落凤坡，中张任埋伏，因骑白马目标明显，张任下令专射骑白马的，被乱箭射死。刚愎自用的人，最早被历史淘汰。笔者根据这个典故设置了字典中的删除功能。

语句：

dict01={“name”:“庞统","age":36,“sex”:“男“，”area”：“落凤坡”}

del dict01["sex"]

del dict01["name"],dict01["age"]

通过案例引导学生刚愎自用必将被社会淘汰。新时代青年要行而不辍，未来可期。

2.4 赤壁之战，以人为本

从面向过程过渡到面向对象的思想，一直是学生掌握的难点和重点，通过赤壁之战，整个战役都有关键的人物出现，才能解决问题，体现了以人为本的社会主义核心价值观。下面这个历史事件，笔者设置了面向过程与面向对象思想的对比如下：

面向过程设计思想，分析出解决问题的3个步骤，然后逐步实现。

①孙刘联盟（诸葛亮舌战群儒、草船借箭、连环计）。

②火烧赤壁（周瑜黄盖苦肉计、巧借东风、火烧曹营）。

③曹操败北（华容道中遇赵云、遇张飞、遇关羽）。

程序设计表现为算法+数据结构。优点是所有环节、细节自己掌控。缺点是考虑所有细节，工作量大。

面向对象的设计思想，找出解决问题的人，然后分配职责，即可以执行的行为。

①诸葛亮（舌战群儒、草船借箭、连环计）。

②周瑜（苦肉计、巧借东风、火烧曹营）。

③曹操（华容道中遇赵云、遇张飞、遇关羽）。

程序设计表现为对象+交互，面向对象的思想，优点是可模拟现实情景，更接近于人类思维。有利于梳理归纳，分析解决问题，还具有高复用、高扩展、高维护的优点。体现了以人为本的社会主义核心价值观。人民群众的利益高于一切，党是全心全意为人民服务的。

3 围绕社会热点问题，开展思政教学

2020 年5 月，教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》指出，理学、工学类专业课程，要在课程教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。理工学类课程，要注重强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

3.1 探测火星

2021 年5 月15 日，在我国首次火星探测任务“天问一号”中，火星车祝融号经历了9分钟的减速过程，成功软着陆于火星表面，成为世界上第二个成功软着陆于火星表面的国家，更是史无前例地在第一次火星探测任务中就实施火星车探测的国家！感叹祖国伟大的科技。培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。设置以下例题：

在列表中新建太阳系中8 大行星，实现增删改查等基本操作。

list01=["水星","金星","地球","木星"]

#建立太阳系

list01.insert(3,"火星")

#向太阳系插入火星

list01+=["土星","天王星","海王星"]

#追加"土星""天王星""海王星"

print(list01[0],list01[-1])

#打印距离太阳最近、最远的行星

print(list01[:3])

#打印太阳到火星之间的行星

list01.remove("海王星")#删除"海王星"

print(list01[::-1])#倒序打印所有行星

3.2 袁隆平院士的杰出贡献

2021年5月，袁隆平院士逝世，举国哀悼，他的功勋写在大地，留下人间稻满仓。案例设置，函数参数传递，如果参数有默认值，则函数内部能够自给自足，现实生活中的杂交水稻，让中国百姓能够自给自足，体现了自强自立的工匠精神。如果调用函数，实际参数多于形式参数，则从实际出发，这也符合中国的国情：一切从实际出发。

def power(x,n=2):#默认值参数n，杂交水稻让中国人民自给自足。

s=1

for i in range(1,n+1):

s=s*x

return s

print(power(5)) #形参n 的默认值为2，求5 的平方。

print(power(3,4)) #从实际出发，改变默认值参数n的值，即求3的4次方。

3.3 华为鸿蒙系统共享

2021 年6 月2 日，市场瞩目的鸿蒙产品发布会在线上举办，此前只用于智慧屏、可穿戴设备等产品的鸿蒙操作系统将在更多产品品类上使用。根据这个新闻，设置了全局变量的例题，支持国产品牌。

b=“Harmony OS” #全局变量：可分享给函数。

def func01():

a=“Android” #局部变量，

print(b)#Harmony OS，服从全局，局部作用域中可以读取全局变量

def func02():

b=“iOS”#创建了局部变量，不能修改全局变量

print(b)#iOS

def func03():

global b#如果修改全局变量,需要先声明

b=“iOS”

print(b)

func01()，func02()

print(b)#Harmony OS，全局变量

func03()

print(b)#iOS，被修改的全局变量

通过显示操作系统的名称，引出科技强国，核心技术是“命门”所在，坚持科技自立，一心一意攻关核心技术，才能把饭碗牢牢地端在自己的手里；而且鸿蒙系统是开源的，共享的，拥有掌控全局的能力。

4 培养人才，体现社会主义核心价值观

2018年9月10日，全国教育大会在北京召开。习近平总书记出席会议并发表重要讲话，他在讲话中明确了教育的首要问题、教育工作的根本任务，提出了教育改革中的“9个坚持”和今后开展教育工作的“9个要求”。教育的首要问题是培养什么人。

4.1 坚韧不拔

珠穆朗玛峰岩面高程8 844.43 米，一张纸的厚度是0.01 毫米，请计算对折多少次超过珠穆朗玛峰(8 844.43米)？

t=0.01/1000

c=0

while t<8844.43:

t*=2

c+=1

print("对折"+str(c)+"次"+"厚度"+str(t))

打印出每一次对折纸的厚度，通过厚度数据画出数学曲线，如图2所示，图像曲线是呈指数增长。山的高度在26 次还不足千米，而在最后4 次超过千米，达到巅峰。这也恰好比喻学习和工作像登珠峰一样，开始是积累阶段，到了最后只要坚持下去，收获就会陡增，而达到巅峰，可见坚持的重要意义，驰而不息，图其志远。

图2 折纸次数与珠峰高度

4.2 有容乃大，海纳百川

在函数中定义的*，可以接收任意多个实际数据，这体现了可变参数的有容乃大，海纳百川的特性。

代码如下：

def add_sum(*number):

print("可变参数number的值为：",number)

sum=0

for i in number:

sum=sum+i

print("累加和为：",sum)

return sum

add_sum(1,2,3) #实际数据为3个，传递到函数中打包一个元组，包容了3个数据。

add_sum(2,3,4,5) #实际数据为4 个，传递到函数中打包一个元组，包容了4个数据。

4.3 对镜梳妆，开展批评和自我批评

在程序设计中，把可能需要反复执行的代码封装为函数，然后在需要执行该段代码功能的地方进行调用封装好的函数，这样不仅可以实现代码的复用，更重要的是可以保证代码的一致性，只需要修改该函数代码则所有调用位置均得到体现。调用函数，一直是学生使用的难点，因此程序执行过程比喻成对镜梳妆，如图3所示，即一切从实际出发，将函数名及参数像照镜子一样与虚拟世界一一对应，通过运算虚拟世界的值，再返回到现实世界中，将这样的执行过程比喻成现实世界中开展批评和自我批评。

图3 函数的调用

5 展望未来

在函数调用案例中，对镜梳妆是音乐的名称，将美育引入教学，符合2020年10月提出的《关于全面加强和改进新时代学校美育工作的意见》，文中指出美是纯洁道德、丰富精神的重要源泉。美育是审美教育、情操教育、心灵教育，也是丰富想象力和培养创新意识的教育，能提升审美素养、陶冶情操、温润心灵、激发创新创造活力[15]。未来，可以将美的元素引入高校课堂。